(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のエッジと第２のエッジの間隔で開口部幅が画定される切欠きを有する試験片に引張力を負荷した際の前記開口部幅を測定するクリップゲージにおいて、
中間には薄肉の起歪部が形成され、この起歪部を挟んで両側に延設された剛生大なる第１および第２の変位導入部が延設された起歪本体と、
先端側に前記第１のエッジに当接する第１のクリップ片が連接され基端側が前記第１の変位導入部に連結される第１の変位伝達部材と、
先端側に前記第２のエッジに当接する第２のクリップ片が連接され基端側が前記第２の変位導入部に連結される第２の変位伝達部材と、
前記第１の変位導入部と前記第２の変位導入部との間に前記起歪部を囲繞するようにして、一端部が前記第１の変位導入部に水密に固着連結され、他端部が前記第２の変位導入部に水密に固着連結されてなる金属製であって且つ可撓性を有するカバー部材と、
前記起歪部に添着され前記起歪部に生じる曲げひずみに応じた電気信号を出力するひずみゲージと、
前記ひずみゲージにゲージリードを介して接続されひずみゲージからの出力信号を前記第２の変位導入部を介して外部に取出すための電気ケーブルと、
前記第２の変位導入部と前記電気ケーブルとの間を気密に封止する封止手段と、
を有し、
前記第１のクリップ片と前記第２のクリップ片との間の距離の変位を前記第１の変位伝達部材と、前記第２の変位伝達部材を介して、前記第１の変位導入部と前記第２の変位導入部を介して前記起歪部に伝達する構成とし、
前記第１および第２の変位伝達部材は、変位伝達方向にはそれぞれ薄肉の弾性を有する板状であって、基端側からまたは中間から先端側に向かうにつれて板面側から見て先細となる形状を呈する第１の変位伝達板および前記第２の変位伝達板としたことを特徴とする耐水型クリップゲージ。
【請求項２】
前記カバー部材は、金属製のベローズで構成されてなることを特徴とする請求項１に記載の耐水型クリップゲージ。
【請求項３】
前記カバー部材は、薄肉の円筒状の金属製のケースで構成されてなることを特徴とする請求項１に記載のクリップゲージ。
【請求項４】
前記封止手段は、前記第２の変位導入部の内部に形成された中空部と前記ケーブルとの間に順次嵌入されるＯリング、座金、リングナットおよびこれらを押圧固定するリングナットより構成されてなることを特徴とする請求項１に記載の耐水型クリップゲージ。
【請求項５】
前記ひずみゲージは、前記起歪板の表面および裏面であって、前記第１および第２の変位伝達部材の延設方向にそれぞれ直交する面に少なくとも４枚添着され、フルブリッジを構成されてなることを特徴とする請求項１に記載の耐水型クリップゲージ。
【請求項６】
前記第１の変位導入部の端部には、前記クリップゲージ自体を他の保持部材に取り付けるための保持部材取付部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の耐水型クリップゲージ。
【請求項７】
前記電気ケーブルは、ふっ素樹脂ケーブルよりなり、その外側を電気ケーブル保護用フレキシブルチューブおよび／または金属製チューブで被包されてなることを特徴とする請求項１に記載の耐水型クリップゲージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１のエッジと第２のエッジの間隔で開口部幅が画定される切欠きを有する試験片に引張力を負荷した際の前記開口部を測定するクリップゲージに関し、より詳細には、耐水機能を有する耐水型クリップゲージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機械や構造物などは、様々な大きさや形の振動や応力を繰返し受ける。たとえ小さい応力であっても、その応力を繰返し受けている間に、亀裂が生じ、それが進展し最終的に破壊に至る疲労破壊が生じる場合がある。原子力プラントや航空機における事故の中には、疲労破壊を原因とする物も多く、従って原子力プラントや航空機墜落事故などの原因究明を行う場合には、実際の環境に近い状態で材料の疲労による亀裂の伸長伝播の挙動を測定する必要がある。
このような亀裂の伸長伝播の挙動を測定する方法として、破壊靭性疲労試験がある。破壊靭性疲労試験は、標準のコンパクトテンション試験片（以下、「ＣＴ試験片」と呼ぶ。また、本明細書中では、試験片とはＣＴ試験片をあらわすものとする。）を用いて行われる。ＣＴ試験片は、例えば、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）による基準（たとえば、ＡＳＴＭ Ｅ３９９，Ｅ６４７またはＥ８１３）または日本機械学会などによる基準で標準規格により規定される試験片である。図９および図１０を用いてＡＳＴＭ Ｅ８１３を例にとってＣＴ試験片について説明する。図１０は図９の断面Ｘ−Ｘを示している。
【０００３】
ＣＴ試験片１１０は、一定の厚みを有する矩形板をしている。ＣＴ試験片１１０は、その幅の中線に沿って長手方向に細長い切欠き１１１を有している。切欠き１１１の先端は、先端角がほぼ３０度となるような尖った形状の切欠き先端部１１１ａを有している。一方、ＣＴ試験片１１０の側部側の切欠きの根元は、矩形の開口部１１２を備え、その開口部１１２は、さらにそこから角度６０度の末広の開口部を有している。切欠き１１１の先端部１１１ａ側にあたるＣＴ試験片１１０の両面には、ほぼ６０度の断面の三角形状の溝１１５ａおよび溝１１５ｂを有している。溝１１５ａおよび溝１１５ｂは、試験の際に切欠き１１１の先端側１１１ａに生じる亀裂を切欠き１１１の方向に沿って生ぜしめるため亀裂伸長の方向を誘導するために配置されている。これらの両面は、この溝１１５ａにより上部面１１０ａと上部面１１０ｃとに、溝１１５ｂにより下部面１１０ｂと下部面１１０ｄとに区画される。ここで便宜的に、図９および図１０において、溝１１５ａおよび溝１１５ｂに対し図９および図１０の上側にあたる面を上部面１１０ａおよび上部面１１０ｂと呼び、一方下側にあたる面を下部面１１０ｃおよび下部面１１０ｄと呼ぶ。上部面１１０ａおよび１１０ｂと下部面１１０ｃおよび１１０ｄには、ほぼ円形の上部貫通孔１１６および下部貫通孔１１７がそれぞれ配置されている。上部貫通孔１１６および下部貫通孔１１７は、それぞれ引張力を負荷するための挟み治具を取り付けるために使われる。
【０００４】
切欠き１１１の開口部１１２側には、開口部の幅の変位を測定するための第１のエッジ１１３および第２のエッジ１１４が切欠き１１１の中心線に対して対称に配置されている。第１のエッジ１１３および第２のエッジ１１４は、前記列挙の規格では必須の構成として規定されてはいない。しかし、ＣＴ試験片１１０の切欠き１１１の開口部１１２の変位を直接測定するために測定器具（たとえばクリップゲージ）を挿入して固定するためには第１のエッジ１１３および第２のエッジ１１４を配置するのが一般的である。第１のエッジ１１３および第２のエッジ１１４は、形状およびその位置について規格上限定されるものではない。しかし、図９に示すように、第１のエッジ１１３および第２のエッジ１１４の形状は、切欠き１１１の縁から切欠き１１１の中心線側に向かって突出する突起状の形状であって、開口部１１２の幅を検出するための器具のプローブを引っかけるに十分な先端が尖った形状とすることが望ましい。さらに第１のエッジ１１３および第２のエッジ１１４の形状は、切欠き１１１になるべく近く、すなわち２ｍｍの幅を有する切欠き１１１部分の根元付近に配置するのがよい。ただし、これらは一例であって、切欠き１１１の開口部１１２において測定器具を当接させるために使用される限り、開口部１１２を含め切欠き１１１のいずれの箇所に配置される第１のエッジ１１３および第２のエッジ１１４も本明細書中で定義するところの第１のエッジ１１３および第２のエッジ１１４に含まれるものとする。なお、一般には、前記の上部貫通孔１１６の中心と下部貫通孔１１７の中心とを結んだ線分内に第１のエッジ１１３および第２のエッジ１１４が配置される。引張り力を負荷する方向に第１のエッジ１１３および第２のエッジ１１４を配置させるためである。
【０００５】
従来、破壊靭性疲労試験では、図１１に示すような方法がとられていた。図１１に示した第１の従来例では、ＣＴ試験片１１０の開口部１１２内にクリップゲージ１２０を挿入して測定する。クリップゲージ１２０は、先端がわずかに曲がった板バネ状の第１変位検出レバー１２１および第２変位検出レバー１２２を有している。まず、ＣＴ試験片１１０に第１変位検出レバー１２１および第２変位検出レバー１２２を挿入し、それぞれをＣＴ試験片１１０の第１のエッジ１１３と第２のエッジ１１４に係合させる。第１変位検出レバー１２１および第２変位検出レバー１２２の外面および内面には、それぞれひずみゲージが貼り付けられていて、これらのひずみゲージで、いわゆるブリッジ回路を組むことにより第１変位検出レバー１２１および第２変位検出レバー１２２の変位を測定するものである。ここで図１１の矢印Ｗで示すように切欠き１１１を広げる方向に引張力を負荷すれば、切欠き１１１の先端側に引張り力に応じた亀裂が伸長する。亀裂の伸長により切欠き１１１の開口部１１２の幅が広がって第１のエッジ１１３と第２のエッジ１１４も広がるように変位する。第１の変位検出レバー１２１と第２変位検出レバー１２２は、その変位に伴って変形し、ひずみゲージの出力電圧が変化する。これにより、切欠き１１１の開口部の変位を測定することができる。
【０００６】
しかしながら、上記図９〜図１１に示すような破壊靭性疲労試験では、以下の問題があった。
図１１に示すように、第１の変位検出レバー１２１および第２の変位検出レバー１２２を有するクリップゲージ１２０を使用する場合には、次の問題があった。たとえば、高温若しくは極低温に、かつ高圧若しくは真空の環境下でＣＴ試験片１１０を用いて破壊靭性疲労試験を行う際には、ＣＴ試験片１１０を高温若しくは極低温に、又は高圧若しくは真空とすることができる密閉圧力容器内に配置して試験を行う必要がある。この場合、ＣＴ試験片１１０自体は、負荷をかける必要があるため圧力容器内に固定されるが、ＣＴ試験片１１０に負荷がかかるに従って位置が変化するため、クリップゲージ１２０を圧力容器に固定できず、従って第１の変位検出レバー１２１および第２の変位検出レバー１２２をＣＴ試験片１１０の開口部１１２に嵌め込むのみでフリーな状態で取り付ける以外にない。しかしながら、このような取り付け方では温度や圧力の変化によりクリップゲージ１２０の第１の変位検出レバー１２１および第２の変位検出レバー１２２が切欠き１１１の第１のエッジ１１３および第２のエッジ１１４から容易に外れる問題があった。
【０００７】
また図１１のような第１変位検出レバー１２１および第２変位検出レバー１２２を有するクリップゲージ１２０を用いて測定する場合、ＣＴ試験片１１０のみならずクリップゲージ１２０の本体を高温若しくは極低温の密閉圧力容器内に配置するため、ひずみゲージの抵抗やクリップゲージ内の補償回路が環境温度に依存して変化し正確な電圧を出力できない問題があった。この場合に正確な値を得るためには、出力値を較正するために予めクリップゲージ１２０が温度変化により出力値がどのように変動するか、さらには高温にした状態で長時間維持すると出力値がどのように変動するか等の検査・測定を行い、その較正データを取得しておく必要がある。
このような問題に対処すべく提案されたものとして、特許文献１（特開２００３−３２９５５７号公報）に記載されたものがある。
特許文献１に係る発明では、上記問題を解決するため、ＣＴ試験片１１０の切欠き１１１の開口部変位を直接測定し、また特には高温若しくは極低温に、かつ高圧若しくは真空の環境下でのＣＴ試験片１１０の測定を常温大気中で行うのと同等の精度で測定可能にしたものであり、さらに、第１のエッジと第２のエッジとの距離で開口部幅が画定される切欠きを有する試験片に引張力を負荷した際の該開口部幅を測定する亀裂開口変位測定器具であって、一端で該第１のエッジに当接する第１検出レバーと、一端で該第２のエッジに当接する第２検出レバーと、該第１検出レバーと該第２検出レバーとの間に挟まれて配置される第１支点部材であって、該第１支点部材と該第１の検出レバーとの当接部および該第１支点部材と該第２検出レバーとの当接部をそれぞれ支点として第１検出レバーと第２検出レバーとをそれぞれ傾斜させうる第１支点部材と、該第１検出レバーの該一端と該第２検出レバーの該一端とが離れるように第１検出レバーと該第２検出レバーとを付勢する付勢手段と、該第１検出レバーの他端と該第２検出レバーの他端との間の距離の変化に対応した電気信号を発生する信号発生手段とを備える亀裂開口変位測定器具により解決するものとしている。
【０００８】
これにより、第１支点部材を第１検出レバーと第２検出レバーの間に配置することで第１検出レバーと第２検出レバーが第１支点部材を支点として移動可能であり、さらにこれに付勢手段を配置することで、より強く該第１検出レバーの一端と該第２検出レバーの一端とが離れ、ひいては第１検出レバーの一端が第１のエッジに第２検出レバーの一端が第２のエッジに、より追従可能とすることができる。従って、特に常温大気中はもとより、たとえ高温若しくは極低温に、又は高圧若しくは真空の環境下でも亀裂開口変位測定器具の第１検出レバーおよび第２検出レバーを第１のエッジと第２のエッジとにそれぞれ確実に係合することができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３２９５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１に係る発明は、構成が極めて複雑で、且つ大型化を避け難く、摩擦や摺動する部分が多く存在し、機械的なガタ付きや磨耗による経時変化が大きく、特にヒステリシスやクリープが発生し易い構造となっており、さらには、クリップゲージとしての亀裂開口変位測定器具は、耐水性については全く考慮が払われておらず、性能の維持や耐久性に難点がある。
本発明は、上記従来技術および特許文献１の問題点に鑑みてなされたもので、第１の目的とするところは、耐水性に優れたクリップゲージを提供することにあり、
第２の目的とするところは、構造上安定度が良く長期に亘る使用に対しても経年変化が少なく、所期の性能を維持し得るクリップゲージを提供することにあり、第３の目的とするところは、簡素な構成で、極力小型化をも実現し得るクリップゲージを提供することにあり、第４の目的とするところは、電気ノイズなどの外乱ノイズの影響を受け難いクリップゲージを提供することにあり、第５の目的とするところは、耐水性能に優れると共に、高温環境下でも所期の性能を維持したまま第１のエッジと第２のエッジ間の開口部幅を電気信号として正確に検出し得るクリップゲージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明のクリップゲージは、上記第１〜第４の目的を達成するために、第１のエッジと第２のエッジの間隔で開口部幅が画定される切欠きを有する試験片に引張力を負荷した際の前記開口部幅を測定するクリップゲージにおいて、
中間には薄肉の起歪部が形成され、この起歪部を挟んで両側に延設された剛生大なる第１および第２の変位導入部が延設された起歪本体と、
先端側に前記第１のエッジに当接する第１のクリップ片が連接され基端側が前記第１の変位導入部に連結される第１の変位伝達部材と、
先端側に前記第２のエッジに当接する第２のクリップ片が連接され基端側が前記第２の変位導入部に連結される第２の変位伝達部材と、
前記第１の変位導入部と前記第２の変位導入部との間に前記起歪部を囲繞するようにして、一端部が前記第１の変位導入部に水密に固着連結され、他端部が前記第２の変位導入部に水密に固着連結されてなる金属製であって且つ可撓性を有するカバー部材と、
前記起歪部に添着され前記起歪部に生じる曲げひずみに応じた電気信号を出力するひずみゲージと、
前記ひずみゲージにゲージリードを介して接続されひずみゲージからの出力信号を前記第２の変位導入部を介して外部に取出すための電気ケーブルと、
前記第２の変位導入部と前記電気ケーブルとの間を気密に封止する封止手段と、
を有し、
前記第１のクリップ片と前記第２のクリップ片との間の距離の変位を前記第１の変位伝達部材と、前記第２の変位伝達部材を介して、前記第１の変位導入部と前記第２の変位導入部を介して前記起歪部に伝達する構成とし、
前記第１および第２の変位伝達部材は、変位伝達方向にはそれぞれ薄肉の弾性を有する板状であって、基端側からまたは中間から先端側に向かうにつれて板面側から見て先細となる形状を呈する第１の変位伝達板および前記第２の変位伝達板としたことを特徴としている。
【００１２】
また、請求項２に係る発明の耐水型クリップゲージは、上記第１〜第４の目的を達成するために、前記カバー部材は、金属製のベローズで構成されてなることを特徴としている。
また、請求項３に係る発明の耐水型クリップゲージは、上記第１〜第４の目的を達成するために、前記カバー部材は、薄肉の円筒状の金属製のケースで構成されてなることを特徴としている。
また、請求項４に係る発明の耐水型クリップゲージは、上記第１〜第４の目的を達成するために、前記封止手段は、前記第２の変位導入部の内部に形成された中空部と前記ケーブルとの間に順次嵌入されるＯリング、座金、リングナットおよびこれらを押圧固定するリングナットより構成されてなることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５に係る発明の耐水型クリップゲージは、上記第１〜第４の目的を達成するために、前記ひずみゲージは、前記起歪板の表面および裏面であって、前記第１および第２の変位伝達部材の延設方向にそれぞれ直交する面に少なくとも４枚添着され、フルブリッジを構成されてなることを特徴としている。
また、請求項６に係る発明の耐水型クリップゲージは、上記第１〜第４の目的を達成するために、前記第１の変位導入部の端部には、前記クリップゲージ自体を他の保持部材に取り付けるための保持部材取付部を備えていることを特徴としている。
また、請求項７に係る発明の耐水型クリップゲージは、上記第１〜第５の目的を達成するために、前記電気ケーブルは、ふっ素樹脂ケーブルよりなり、その外側を電気ケーブル保護用フレキシブルチューブおよび／または金属製チューブで被包されてなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、第１のエッジと第２のエッジの間隔で開口部幅が画定される切欠きを有する試験片に引張力を負荷した際の前記開口部幅を測定するクリップゲージにおいて、
中間には薄肉の起歪部が形成され、この起歪部を挟んで両側に延設された剛生大なる第１および第２の変位導入部が延設された起歪本体と、
先端側に前記第１のエッジに当接する第１のクリップ片が連接され基端側が前記第１の変位導入部に連結される第１の変位伝達部材と、
先端側に前記第２のエッジに当接する第２のクリップ片が連接され基端側が前記第２の変位導入部に連結される第２の変位伝達部材と、
前記第１の変位導入部と前記第２の変位導入部との間に前記起歪部を囲繞するようにして、一端部が前記第１の変位導入部に水密に固着連結され、他端部が前記第２の変位導入部に水密に固着連結されてなる金属製であって且つ可撓性を有するカバー部材と、
前記起歪部に添着され前記起歪部に生じる曲げひずみに応じた電気信号を出力するひずみゲージと、
前記ひずみゲージにゲージリードを介して接続されひずみゲージからの出力信号を前記第２の変位導入部を介して外部に取出すための電気ケーブルと、
前記第２の変位導入部と前記電気ケーブルとの間を気密に封止する封止手段と、
を有し、
前記第１のクリップ片と前記第２のクリップ片との間の距離の変位を前記第１の変位伝達部材と、前記第２の変位伝達部材を介して、前記第１の変位導入部と前記第２の変位導入部を介して前記起歪部に伝達する構成とし、
前記第１および第２の変位伝達部材は、変位伝達方向にはそれぞれ薄肉の弾性を有する板状であって、基端側からまたは中間から先端側に向かうにつれて板面側から見て先細となる形状を呈する第１の変位伝達板および前記第２の変位伝達板としたので、第１に、耐水性に優れたクリップゲージを提供することができ、第２に、構造上、機械的に摺接する部分が無く、ヒステリシスおよび非直線性が極めて小さく、経年変化が少なく長期に亘る使用においても、所期の性能、精度を維持することが可能で、第３に、簡素な構成で、極力小型化が可能で、第４に、外乱ノイズの影響を受け難く、第１のエッジと第２のエッジ間の開口部幅を電気信号として正確に検出し得る耐水型クリップゲージを提供することができる。
【００１５】
また、請求項２に係る発明によれば、前記カバー部材は、金属製のベローズで構成されてなるので、請求項１に係る発明と同様の効果を奏する耐水型クリップゲージを提供することができる。
また、請求項３に係る発明によれば、前記カバー部材は、薄肉の円筒状の金属製のケースで構成されてなるので、請求項１に係る発明と同様の効果を奏する耐水型クリップゲージを提供することができる。
【００１６】
また、請求項４に係る発明によれば、前記封止手段は、前記第２の変位導入部の内部に形成された中空部と前記ケーブルとの間に順次嵌入されるＯリング、座金、リングナットおよびこれらを押圧固定するリングナットより構成されてなるので、請求項１に係る発明と同様の効果を奏する耐水型クリップゲージを提供することができる。
また、請求項５に係る発明によれば、前記ひずみゲージは、前記起歪板の表面および裏面であって、前記第１および第２の変位伝達部材の延設方向にそれぞれ直交する面に少なくとも４枚添着され、フルブリッジを構成されてなるので、請求項１に係る発明と同様の効果を奏する耐水型クリップゲージを提供することができる。
また、請求項６に係る発明によれば、前記第１の変位導入部の端部には、前記クリップゲージ自体を他の保持部材に取り付けるための保持部材取付部を備えているので、請求項１に係る発明と同様の効果を奏する耐水型クリップゲージを提供することができる。
また、請求項７に係る発明によれば、前記電気ケーブルは、ふっ素樹脂ケーブルよりなり、その外側を電気ケーブル保護用フレキシブルチューブおよび／または金属製チューブで被包されてなるので、請求項１に係る発明がそうする効果に加えて、高温環境下でも所期の精度を維持したまま第１のエッジと第２のエッジ間の開口部幅を電気信号として正確に検出し得る耐水型クリップゲージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る耐水型クリップゲージの構成を示すもので、図１（ａ）は、図１（ｃ）のＸ−Ｘ線矢視方向断面図、図１（ｂ）は、図１（ｃ）のＹ−Ｙ線矢視方向断面図、図１（ｃ）は、平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る耐水型クリップゲージの外観構成を示すもので、図２（ａ）は、左側面図、図２（ｂ）は、正面図、図２（ｃ）は、平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る耐水型クリップゲージに組込まれている起歪本体の構成を示すもので、図３（ａ）は、左側面図、図３（ｂ）は、正面中央縦断面図、図３（ｃ）は、平面図である。
【図４】図２（ｂ）の中のＡ部を拡大して示す部分拡大正面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る耐水型クリップゲージの起歪部に添着される４枚のひずみゲージによって形成したホイートストンブリッジ回路を示す回路図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る耐水型クリップゲージの構成を示すもので、図６（ａ）は、図６（ｃ）のＸ−Ｘ線矢視方向断面図、図６（ｂ）は、図６（ｃ）のＹ−Ｙ線矢視方向断面図、図６（ｃ）は、平面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る耐水型クリップゲージの構成を示すもので、図７（ａ）は、図７（ｃ）のＸ−Ｘ線矢視方向断面図、図７（ｂ）は、図７（ｃ）のＹ−Ｙ線矢視方向断面図、図７（ｃ）は、平面図である。
【図８】図１に示す第１の実施の形態の耐水型クリップの封止部材の構成を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図９】本発明を適用するＣＴ試験片の構成示す正面図である。
【図１０】図９のＣＴ試験片の右側面図である。
【図１１】従来のＣＴ試験片の測定に利用したクリップゲージをＣＴ試験との関係で示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施の形態に基づき、図面を参照して、本発明の耐水型クリップゲージを詳細に説明する。
図１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る耐水型クリップゲージの構成を示すもので、このうち、図１（ａ）は、図１（ｃ）のＸ−Ｘ線矢視方向断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ｃ）のＹ−Ｙ線矢視方向断面図であり、図１（ｃ）は、平面図であり、図２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、上記第１の実施の形態に係る外観構成を示すもので、図２（ａ）は、左側面図、図２（ｂ）は、正面図、図２（ｃ）は、平面図である。
先ず、始めに、図１と図２に示された耐水型クリップゲージに組込まれた起歪本体について、図３（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を用いて説明する。
図３（ａ）、（ｂ）および（ｃ）において、起歪本体１は、中間部には薄肉に形成された起歪部２と、この起歪部２を挟んで両側に延設された剛性大なる第１の変位導入部３と第２の変位導入部４を有する。
第１の変位導入部３の端部〔図３（ｂ）においては、上端部〕には、後述するクリップゲージ自体を他の保持部材（図示しない固定部）に取付けるための保持部材取付部としての雌ねじ穴３ａが形成されている。
【００１９】
また、第２の変位導入部４の端部〔図３（ｂ）においては、下端部〕には、ケーブル引出孔４ａが穿設され、
後で詳しく説明する封止手段としてのＯリング用の凹溝、リングナット用のねじ部等が形成されている。
起歪部２には、後で具体的に説明するひずみゲージＳＧ１〜ＳＧ４が、その表裏に亘って、少なくとも４枚、接着、スパッタリング、蒸着、融着等のいずれかの手段により添着されている。
また、第１および第２の変位導入部３および４は、薄肉とされた起歪部２の板面に平行に沿って、互いに平行に削成してなる平面部３ｂおよび４ｂが形成されている。
次に、図１（ａ）〜（ｃ）において、起歪本体１の第１の変位導入部３および第２の変位導入部４には、起歪部２の板面に対して垂直方向に延設される第１の変位伝達部材としての第１の変位伝達板５および第２の変位伝達部材としての第２の変位伝達板６のそれぞれの基端部が変位板押さえ１３および１４に挟まれた状態で、Ｕナット７および８により連結固定されている。
上記第１の変位伝達板５および第２の変位伝達板６の先端部には、図９にて示した第１のエッジ１１３および第２のエッジ１１４に当接する第１のクリップ片９および第２のクリップ片１０が、十字穴付き皿小ねじ１１および１２によってそれぞれ連結固定されている。
【００２０】
第１の変位導入部３および第２の変位導入部４との間には、起歪部２を囲繞するようにして、一端部（上端部）が、第１の変位導入部３にベローズ取付金具１５ａを介して固着連結され、他端部（下部）が、第２の変位導入部４に固着連結されている。
尚、第１および第２のクリップ片９および１０は、図４にその先端部〔図２（ｂ）のＡ部〕を拡大して示すような寸法および角度を示すように形成されているものとする。
本発明において第２の変位導入部４の先端（図１の下端）側には、電気ケーブル１６との間を気密に封止するための封止手段１７が配設されている。
即ち、この封止手段１７として、第２の変位導入部４の下端に、Ｏリング１８が嵌入する凹溝１９と他のＯリング２０や座金２２が嵌入する凹溝２１と、リングナット２３が螺合するねじ部が形成されている。
電気ケーブル１６の外周と凹溝２１との間に、Ｏリング２０、座金２２が挟められた状態で、リングナット２３をねじ込んで、電気ケーブル１６と第２の変位導入部４の下端部との封止が実現される。
次いで、第２の変位導入部４の下端部外周に、ホース接続部２４を、下方から上方に向けて嵌合させ、さらに、そのホース接続部２４の外側に、固定金具２５を下方挿入し、固定金具２５の内部に形成した雌ねじ部を、第２の変位導入部４の外周に形成した雄ねじ部と螺合させて組付ける。
【００２１】
電気ケーブル１６の外周側は、金属製、望ましくはステンレス製のフレキシブルチューブ２６で覆われている。
このフレキシブルチューブ２６の基端は、固定金具２７に挿通され、ホース接続部２４とが溶接により固着され、且つ、固定金具２７と固定金具２５との間も溶接により固着一体化されている。
このような構成からなる封止手段１７によれば、電気ケーブル１６と第２の変位導入部４との間から水分（湿気）の起歪部２側への侵入が阻止させることができ、併せて、電気ケーブル１６がフレキシブルチューブ２６によって、高温にさらされることがなく、且つ、電気ケーブル１６自体も高温（１７０℃前後）に晒されても材質が劣化しないふっ素樹脂ケーブルを用いているので、高温環境下でも所期の精度をもって、第１のクリップ片９と第２のクリップ片の間隔を検出（計測）することが可能となる。
上記の如く構成された第１の実施の形態に係るクリップゲージの作用につき、説明する。
先ず、第１の実施の形態に係るクリップゲージにおいて、第１のクリップ片９および第２のクリップ片１０を、図９に示す第１のエッジ１１３および第２のエッジ１１４に当接し、その状態で、クリップゲージを、適切な保持部材に対し、保持部材取付部としての雌ねじ穴３ａを介して固定保持する。
【００２２】
この状態で、図１１の矢印Ｗで示すように切欠き１１１を広げる方向に引張力を負荷すれば、切欠き１１１の先端側に引張り力に応じた亀裂が伸張する。亀裂の伸張により切欠き１１１の開口部１１２の幅が広がって、第１エッジ１１３と第２エッジ１１４も広がるように変位し、第１の変位伝達板５および第２の変位伝達板６も、互いに開くように変形し、第１の変位導入部３および第２の変位導入部４を互いに開くように変形するため起歪部２は、右側に膨出するように変形する。すると図３（ｂ）において起歪部２に添着されたひずみゲージＳＧ１〜ＳＧ４のうち、右側面に添着されたひずみゲージＳＧ２、ＳＧ４は、伸張されて抵抗値を増大し、反対側の左側面に添着されたひずみゲージＳＧ１、ＳＧ３は圧縮される。
このうち、右側面に添着されたひずみゲージＳＧ２とＳＧ４を図５に示すように、ブリッジ回路の対辺に回路挿入され、左側面に添着されたひずみゲージＳＧ１とＳＧ３は、その隣接する対辺にそれぞれ回路挿入されてフルブリッジ回路が形成されている。
従って、起歪部２が図３（ｂ）上で、右側に膨出するように円弧状に変形するのをひずみゲージＳＧ１〜ＳＧ４が検知して、その出力端から結果的にクリップ片９、１０間の距離、即ち、ＣＴ試験片１１０（図９参照）の第１エッジ１１３と第２エッジ１１４との間の開口部幅に正確に対応した電気信号が、図５に示すブリッジ回路２８の出力端から取り出し得ることとなる。
このブリッジ回路２８へのブリッジ電源の供給およびブリッジ回路２８から出力される検出信号の取り出しは、電気ケーブル１６を介して行われる。
【００２３】
図６（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係る耐水型クリップゲージの構成を示す図であり、図６（ａ）は、図６（ｃ）のＸ−Ｘ線矢視方向断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ｃ）のＹ−Ｙ線矢視方向断面図であり、図６（ｃ）は、その平面図である。
図６（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示す第２の実施形態に係るクリップゲージは、第１の実施の形態とは、殆どの点において共通性を有するが、特に差異点としては、第１に、第１の変位伝達部材としての第１の変位伝達板３５と、第２の変位伝達部材としての第２の変位伝達板３６が寸法的に小さく設定されており且つ、平面から見た形状が、左半分は、同一幅に形成され、右半分は、先端に行くにつれて先細に形成されている点である。
差異点の第２としては、封止手段３７が簡易化されており、第２の変位導入部４の下端の内部に形成された凹溝３８と電気ケーブル１６の外周との間に、グランドパッキン３９と座金４０を介挿した状態で、リングナット４１を第２の変位導入部４の外周に形成された雄ねじ部に螺合することで、水密（耐水）構造とした点である。
また、差異点の第３としてとしては、電気ケーブル１６が金属製のフレキシブルチューブで、保護されておらず、いわゆる高温型のクリップゲージとはなっている点である。
【００２４】
図７（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、参考の実施の形態に係る耐水型クリップゲージの構成を示す図であり、このうち、図７（ａ）は、図７（ｃ）のＸ−Ｘ線矢視方向断面図、図７（ｂ）は、図７（ｃ）のＹ−Ｙ線矢視方向断面図、図７（ｃ）は、平面図である。
この参考の実施の形態と、第１の実施の形態とは、殆ど共通しているが、特に、第１および第２の変位伝達部材が板状でなく、第１の変位伝達パイプ４５および第２の変位伝達パイプ４６のようにパイプ状とした点が異なっている。
また、第１および第２のクリップ片および４８は、それぞれ第１および第２の変位伝達パイプ４５および４６の先端部にそれぞれ２本ずつの十字穴付き皿小ねじ４９によって固定されている。
この参考の実施の形態の場合、第１および第２の変位伝達パイプ４５および４６が板状でなく、パイプ状で剛性が高いので、変形（撓む）することがない第１および第２のクリップ片４７および４８間の開口部幅の変動を拡大して起歪部２に伝達することができる特徴がある。
【００２５】
上述し且つ図面に示したように、本発明に係る耐水型クリップゲージは、第１に、起歪部２に添着されたひずみゲージＳＧ１〜ＳＧ４やその他の回路素子が、起歪部２を囲繞するように、ベローズ１５の上端のベローズ取付金具１５ａが第１の変位導入部３に溶接またはロー付けにより水密に固着連結され、ベローズ１５下端のベローズ取付金具１５ａが第２の変位導入部４に溶接、ロー付け等の手段により、水密に固着連結され、且つ、第２の変位導入部４のケーブル引出孔４ａと電気ケーブル１６との間は、封止手段１７によって水密な構造となっているので、ベローズ１５の内部に収納されたひずみゲージＳＧ１〜ＧＳ４および回路素子は、水分（湿気）に触れないので、酸化等による劣化を防止することができると共に、水中計測も可能となる。
また、電気ケーブル１６は、比較的耐熱性のあるふっ素樹脂で被覆されたケーブルである上、その外周を金属製のフレキシブルチューブ２６でカバーで覆われているので、高温（例えば、１７０℃程度）の環境下でも、ＣＴ試験片の開口部間の距離を正確に検出することができる。
【００２６】
また、上記第１〜第２の実施の形態のいずれもが部品点数も少なく簡素な構成で且つ安価であって、摺動する部分がなく、ヒステリシスは±２．０％ＲＯ、非直線性は±０．２％ＲＯと小さく、経年変化が小さく、長期の使用にも充分耐え得る特徴がある。
また、ひずみゲージＳＧ１〜ＳＧ４等の電子回路素子が、金属製のベローズ１５によって覆われ、電気ケーブル１６が金属製のフレキシブルホース２６で覆われてシールドされているので、電気ノイズ（外乱ノイズ）の影響を受けることなく、安定性のよい測定を可能としている。
尚、本発明は、上述し且つ図示したものに限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。
例えば、第１〜第２の実施の形態に係るクリップゲージは、第１の変位導入部３と第２の変位導入部４との間に固着連結されるカバー部材としてベローズ１５を用いる構成としているが、このベローズ１５を用いることなく、薄肉の金属の円筒体を用いることができる。
但し、金属製の円筒体の場合、起歪部２への変位を拘束しないように、第１および第２の変位伝達板の基端側の第１および第２の変位導入部と金属製の円筒体と連接する中間にダイヤフラムを介在させることで変位を吸収する構造とすることもできる。
【符号の説明】
【００２７】
１    起歪本体
２    起歪部
３    第１の変位導入部
３ａ    雌ねじ穴
３ｂ    平面部
４    第２の変位導入部
４ａ    ケーブル引出孔
４ｂ    平面部
５    第１の変位伝達板
６    第２の変位伝達板
７、８    Ｕナット
９    第１のクリップ片
１０    第２のクリップ片
１１、１２    十字穴付き皿小ねじ
１３、１４    変位板押さえ
１５    ベローズ
１５ａ    ベローズ取付金具
１６    電気ケーブル
１７    封止手段
１８    Ｏリング
１９、２１、３８    凹溝
２０    Ｏリング
２２    座金
２３    リングナット
２４    ホース接続部
２５    固定金具
２６    フレキシブルチューブ
２７    固定金具
２８    ブリッジ回路
３５    第１の変位伝達板
３６    第２の変位伝達板
３７    封止手段
３９    グランドパッキン
４０    座金
４１    リングナット
４５    第１の変位伝達パイプ
４６    第２の変位伝達パイプ
４７    第１のクリップ片
４８    第２のクリップ片
４９    十字穴付き皿小ねじ
ＳＧ１〜ＳＧ４    ひずみゲージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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